一种垃圾填埋场用钻机的制作方法

本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种垃圾填埋场用钻机。

背景技术：

钻孔取样是评估垃圾填埋场污染和修复指标的重要方法。但由于生活垃圾的组成成分复杂(有塑料袋、破旧衣物、树枝等)且离散型大，导致垃圾填埋场的取样和传统岩土工程取样技术存在很多的区别。冲击和锤击的取样方式遇到松散的且有弹性的垃圾效果不佳，螺旋钻回破坏垃圾样本，形成不了岩心。

现有技术中的钻孔取样设备在掺杂有塑料袋或织物的新鲜垃圾中钻孔难度较大，而且样本提出后容易破碎难以形成岩心。

技术实现要素：

本发明提供了一种垃圾填埋场用钻机，解决了或部分解决了现有技术中钻孔难度较大，且垃圾样本难以形成岩心的技术问题，实现了降低钻孔难度，获得岩心形貌的垃圾样本的技术效果。

本发明提供的一种垃圾填埋场用钻机，包括：

工作平台，开设有操作孔；

支撑架，固定在所述工作平台上；

转动驱动部件，设置在所述支撑架上；

钻杆，对应所述操作孔吊设在所述转动驱动部件的输出端下方；所述转动驱动部件带动所述钻杆绕竖直方向旋转；所述钻杆的外壁间隔设置有多个环形卡槽；

液压驱动机构，包括：至少一个液压缸及卡紧部件；所述液压缸的缸座固定在所述工作平台上；所述卡紧部件套设在所述钻杆外，并能紧固在其中一个所述环形卡槽内；所述液压缸的输出端与所述卡紧部件固定连接，以驱动所述卡紧部件上升或下降；

取样筒，可拆卸连接在所述钻杆的底端；所述取样筒为底端敞口的空心结构；

挤推杆，端部设置有活塞头；所述活塞头滑动设置在所述取样筒内；所述挤推杆的杆体穿设在所述取样筒的顶端通孔内；所述钻杆的底部开设容置所述杆体的空腔；

钻头，固定在所述取样筒的底端；所述钻头为环状结构，底端间隔设置多个切割齿；所述切割齿为倾斜面截矩形弧面齿后的剩余部分。

作为优选，还包括：

履带轮机构，设置在所述工作平台下方，能在所述垃圾填埋场上移动；

所述履带轮机构包括：传动轮、履带及发动机；

所述传动轮通过轮轴架设置在所述工作平台下方；

所述履带套设在所述传动轮上；

所述发动机的输出轴与所述传动轮连接，以驱动传动轮转动，继而带动所述履带传动。

作为优选，所述液压驱动机构还包括：

套管，套设在所述钻杆外，与所述钻杆间隙配合；所述套管的顶部径向延伸对称的支耳；

所述卡紧部件固定在所述套管的顶部；

所述卡紧部件包括操作柄及卡板；所述操作柄动作使所述卡板进入或离开所述环形开槽，继而将所述钻杆与所述卡紧部件锁定或解锁。

作为优选，所述液压驱动机构包括两个所述液压缸；

所述液压缸的缸头与所述支耳固定连接。

作为优选，所述钻杆与所述取样筒的外径相同；

所述钻杆的底部及所述取样筒的顶部设置有外螺纹；

所述钻杆通过螺母与所述取样筒连接；

其中，通过拧动所述螺母使所述钻杆与所述取样筒的连接或分开。

作为优选，所述钻头与所述取样筒的内径和外径都相同，且所述内径为80～120mm。

作为优选，所述钻头的切割齿的厚度为3～6mm；

所述切割齿的高度为35～60mm；

所述倾斜面的倾斜角度为40～50°。

作为优选，所述钻头的切割齿的厚度为4mm；

所述切割齿的高度为50mm；

所述倾斜面的倾斜角度为45°。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了由工作平台、支撑架、转动驱动部件、钻杆、液压驱动机构、取样筒、挤推杆及钻头组成的垃圾填埋场用钻机。工作平台为整个装置的基座，支撑架用于安装转动驱动部件及钻杆，转动驱动部件通过钻杆将转动传递给取样筒及钻头，液压驱动机构用于施加轴向力给钻杆，使取样筒及钻头压下或抬起；取样筒及钻头用于切割和装载垃圾样本，在垃圾填埋场进行取样时，旋转动作和压下动作使取样筒能顺利进入垃圾土内，设置有多个切割齿的钻头，能对垃圾土中的塑料袋或织物形成有效的切割作用，保证垃圾土钻采过程顺利；钻采完成后，将取样筒提到地面上，将取样筒从钻杆上拆下，通过推动取样筒顶端的挤推杆，内部的活塞头将取样筒内的垃圾样本从底部敞口推出，保证垃圾样本具备良好的岩心形貌，有利于后续土样分析评价。这样，有效解决了现有技术中钻孔难度较大，且垃圾样本难以形成岩心的技术问题，实现了降低钻孔难度，获得岩心形貌的垃圾样本的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的垃圾填埋场用钻机的结构示意图；

图2为图1中钻杆、取样筒、螺母及钻头装配的结构示意图；

图3为图1中钻头的局部放大图。

(图示中各标号代表的部件依次为：1履带轮机构、2工作平台、3支撑架、4转动驱动部件、5钻杆、6操作柄、7卡紧部件、8套管、9液压缸、10螺母、11取样筒、12挤推杆、13钻头、14杆体、15活塞头、16切割齿、17环形卡槽)

具体实施方式

本申请实施例提供了一种垃圾填埋场用钻机，解决了或部分解决了现有技术中钻孔难度较大，且垃圾样本难以形成岩心的技术问题，通过设置由工作平台、支撑架、转动驱动部件、钻杆、液压驱动机构、取样筒、挤推杆及钻头组成的垃圾填埋场用钻机，实现了降低钻孔难度，获得岩心形貌的垃圾样本的技术效果。

参见附图1和2，本发明提供的一种垃圾填埋场用钻机，包括：工作平台2、支撑架3、转动驱动部件4、钻杆5、液压驱动机构、取样筒11、挤推杆12及钻头13。

工作平台2开设有操作孔；支撑架3固定在工作平台2上；转动驱动部件4设置在支撑架3上；一般转动驱动部件4为电机，竖直滑动设置在支撑架3上，跟随钻杆5压下的过程中驱动钻杆5旋转。钻杆5对应操作孔吊设在转动驱动部件4的输出端下方；转动驱动部件4带动钻杆5绕竖直方向旋转；钻杆5的外壁间隔设置有多个环形卡槽；液压驱动机构包括：至少一个液压缸9及卡紧部件7；液压缸9的缸座固定在工作平台2上；卡紧部件7套设在钻杆5外，并能紧固在其中一个环形卡槽17内；液压缸9的输出端与卡紧部件7固定连接，以驱动卡紧部件7上升或下降。

取样筒11可拆卸连接在钻杆5的底端；取样筒11为底端敞口顶端封闭的空心结构；挤推杆12的端部设置有活塞头15；活塞头15滑动设置在取样筒11内；挤推杆12的杆体14穿设在取样筒11的顶端通孔内，在取样筒11压下钻采垃圾土样过程中，将活塞头15移动到取样筒11的敞口端，垃圾样本进入取样筒11内部后，会抵住活塞头15，随着取样筒11的逐渐压下，活塞头15不断靠近取样筒11的顶部，而筒内的气体可以从取样筒11的顶端通孔不断排出；钻杆5的底部开设容置杆体14的空腔，使活塞头15能滑移到取样筒11的顶端；钻头13固定在取样筒11的底端；参见附图3，钻头13为环状结构，底端间隔设置多个切割齿16；切割齿16为倾斜面截矩形弧面齿后的剩余部分。

其中，工作平台2为整个装置的基座，支撑架3用于安装转动驱动部件4及钻杆5，转动驱动部件4通过钻杆5将转动传递给取样筒11及钻头13，液压驱动机构用于施加轴向力给钻杆5，使取样筒11及钻头13压下或抬起；取样筒11及钻头13用于切割和装载垃圾样本，在垃圾填埋场进行取样时，旋转动作和压下动作使取样筒11能顺利进入垃圾土内，设置有多个切割齿16的钻头13，能对垃圾土中的塑料袋或织物形成有效的切割作用，保证垃圾土钻采过程顺利；钻采完成后，将取样筒11提到地面上，将取样筒11从钻杆5上拆下，通过推动取样筒11顶端的挤推杆12，内部的活塞头15将取样筒11内的垃圾样本从底部敞口推出，保证垃圾样本具备良好的岩心形貌，避免常规通过冲洗液将垃圾样本冲出取样筒11导致垃圾样本被冲散及造成泥浆污染的缺陷，有利于后续土样分析评价。

进一步的，该垃圾填埋场用钻机还包括：履带轮机构1，设置在工作平台2下方，能在垃圾填埋场上移动；履带轮机构1包括：传动轮、履带及发动机；传动轮通过轮轴架设置在工作平台2下方；履带套设在传动轮上；发动机的输出轴与传动轮连接，以驱动传动轮转动，继而带动履带传动，实现工作平台2的行走。由于垃圾填埋场的路面凹凸不平，常规的滚轮式机构难以在上面行走，同时稳定性也非常差，很容易造成钻机的翻倒，而履带轮机构1完成能克服上述缺陷，保证该钻机具备良好的移动性和稳定性。

进一步的，液压驱动机构还包括：套管8，套设在钻杆5外，与钻杆5间隙配合；套管8的顶部径向延伸对称的支耳；卡紧部件7固定在套管8的顶部；优选的，液压驱动机构包括两个液压缸9；液压缸9的缸头与支耳固定连接。卡紧部件7包括操作柄6及卡板；操作柄6动作使卡板进入或离开环形卡槽17，继而将钻杆5与卡紧部件7锁定或解锁。套管8能保证液压缸9与钻杆5连接的稳定性，同时对钻杆5起到良好的导向作用，保证钻杆5竖直压下或升起。工作人员在钻孔过程中，随着钻杆5的不断压下，液压缸9会达到最大工作行程，无法带动钻杆5继续压下，此时，通过操作柄6解锁钻杆5与卡紧部件7，再将液压缸9调回到最小工作行程，之后，再通过操作柄6锁定钻杆5与卡紧部件7，使钻杆5继续压下，最终完成钻孔取样作业。

进一步的，钻杆5与取样筒11的外径相同；钻杆5的底部及取样筒11的顶部设置有外螺纹；钻杆5通过螺母10与取样筒11连接；其中，通过拧动螺母10使钻杆5与取样筒11的连接或分开。通过螺母10的内螺纹与钻杆5及取样筒11的外螺纹配合，操作人员只需要一个扳手即能非常方便的实现钻杆5与取样筒11的连接或分开，缩短钻孔取样的操作时间。

进一步的，钻头13与取样筒11的内径和外径都相同，且内径为80～120mm，内径不宜太大，避免垃圾样本在提取过程中，在自重作用下掉落初取样筒11，无法获得岩心形貌的样本；同时，内径也不宜过小，一方面获得的垃圾样本的量太少，不利于土样分析，另一方面导致钻孔难度增大，且增大取样筒11、钻头13及挤推杆12结构的制造难度。钻头13的切割齿16的厚度为3～6mm；切割齿16的高度为35～60mm；倾斜面的倾斜角度为40～50°。合理的设置切割齿16的厚度和高度、倾斜面的倾角，能确保钻头13具有良好的切割性能；优选的，钻头13的切割齿16的厚度为4mm；切割齿16的高度为50mm；倾斜面的倾斜角度为45°。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了由工作平台2、支撑架3、转动驱动部件4、钻杆5、液压驱动机构、取样筒11、挤推杆12及钻头13组成的垃圾填埋场用钻机。工作平台2为整个装置的基座，支撑架3用于安装转动驱动部件4及钻杆5，转动驱动部件4通过钻杆5将转动传递给取样筒11及钻头13，液压驱动机构用于施加轴向力给钻杆5，使取样筒11及钻头13压下或抬起；取样筒11及钻头13用于切割和装载垃圾样本，在垃圾填埋场进行取样时，旋转动作和压下动作使取样筒11能顺利进入垃圾土内，设置有多个切割齿16的钻头13，能对垃圾土中的塑料袋或织物形成有效的切割作用，保证垃圾土钻采过程顺利；钻采完成后，将取样筒11提到地面上，将取样筒11从钻杆5上拆下，通过推动取样筒11顶端的挤推杆12，内部的活塞头15将取样筒11内的垃圾样本从底部敞口推出，保证垃圾样本具备良好的岩心形貌，有利于后续土样分析评价。这样，有效解决了现有技术中钻孔难度较大，且垃圾样本难以形成岩心的技术问题，实现了降低钻孔难度，获得岩心形貌的垃圾样本的技术效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。